内容正文:
专题01 静电场及其应用
5大高频考点
1. 电荷
2. 库仑定律
3. 电场 电场强度
4. 静电的防止与利用
5. 电场强度矢量叠加的几种特殊方法
考点1 电荷
1.(2025-2026高二上·河南南省周口太康县第一高级中学·期中)把一个带正电的金属小球A跟同样的不带电的金属球B接触后,两球带等量的正电荷,这是因为( )
A. B球的负电荷移到A球上
B. A球的正电荷移到B球上
C. B球的正电荷移到A球上
D. A球的负电荷移到B球上
【答案】A
【分析】【详解】B球原来不带电,与球接触后,由于球上正电荷对电子的吸引,电子从B球转移到球上,原来中性的B球就带正电,所以B带正电是由于B球上的负电荷移到球上的缘故。故选A。
2.(2025-2026高二上·河南实验中学·期中)在物理学的发展历程中,对于电荷的研究至关重要。从早期对静电现象的观察,到后来对电荷本质的深入探索,科学家们付出了巨大的努力。下列关于电荷的说法正确的是( )
A. 元电荷就是质子
B. 库仑首先区分了正电荷和负电荷
C. 某带电体的电荷量可能为
D. 电荷量是可以连续变化的
【答案】C
【详解】A.质子所带的电荷量是元电荷,质子并不是元电荷,故A错误;B.富兰克林首先区分了正电荷和负电荷,故B错误;CD.由于所有带电体的电荷量只能是元电荷的整数倍,所以电荷量是不能连续变化的,由于,故某带电体的电荷量可能为,故C正确,D错误。故选C。
3.(2025-2026高二上·河南郑州郑州外国语学校-11月·期中)关于各图中包含的物理知识,下列说法正确的是( )
A. 图甲,橡胶棒与毛皮摩擦后,毛皮所带电荷量是元电荷的整数倍
B. 图乙,导体A端带正电,B端带负电
C. 图丙,A、B两点与中心电荷的距离相等,故A、B两点的电场强度相同
D. 图丁,利用库仑扭秤实验装置探究带电小球间库仑力大小相关因素时需要测出小球电荷量
【答案】A
【详解】A.任何带电体所带的电荷量都是元电荷的整数倍,故A项正确;B.带正电的小球靠近A端时,导体中的自由电子被吸引到A端,使A端带负电;B端因电子减少本来会带正电,但由于A端接地,大地中的电子可以进入导体,把B端的正电中和,所以最终B端不带电,故B项错误;C.A、B两点与中心电荷的距离相等,故A、B两点的电场强度大小相等。但电场强度是矢量,既有大小又有方向,由于A、B两点的电场强度的方向不同,所以两点的电场强度不同,故C项错误;D.库仑通过它发现了电荷之间的相互作用规律,不需要测出小球电荷量,故D项错误。故选A。
考点2 库仑定律
1.(2025-2026高二上·河南开封五·期中)“电”的概念古来有之,但对电的研究到了16世纪才随着现代科学的发展而开始.在静电学的发展史中,法国物理学家库仑的功劳首屈一指,他让电学成为一门现代科学.关于比荷、元电荷、点电荷、库仑定律,下列说法正确的是( )
A. 带电性质不同的质子和电子所带电荷量相等,它们的比荷也相等
B. 元电荷是自然界中最小的电荷量,元电荷可以是质子也可以是电子
C. 体积小的带电小球在任何情况下都可以看成点电荷
D. 库仑定律是一条实验定律,两电荷之间的库仑力大小总是相等的
【答案】D
【详解】A.质子和电子所带电荷量大小相等(均为元电荷e),但比荷(电荷量与质量的比值)不同,质子质量约为 ,电子质量约为 ,所以质子比荷远小于电子比荷,它们的比荷不相等,故 A 错误;B.元电荷是电荷量的最小单位(),但元电荷本身是电荷量值,并非粒子;所以元电荷不能等同于粒子本身,故 B 错误;C.带电体的大小和形状对研究它们之间的作用力的影响可以忽略不计时,带电体可以看成点电荷,与电荷本身大小无关,例如体积小的带电小球在距离很近时,尺寸不可忽略,不能视为点电荷,故 C 错误;D.库仑定律是通过库仑扭秤实验得出的实验定律;根据牛顿第三定律和库仑定律公式 ,两电荷间的作用力大小始终相等,方向相反,故 D 正确。故选D。
2.(2025-2026高二上·河南郑州·期中)真空中、两个点电荷,相距为时,它们之间的库仑力为,改变两点电荷间的距离为,并改变两点电荷的电量,使两点电荷间的库仑力仍为,则关于改变后两点电荷的带电量。下列说法正确的是( )
A. 的带电量一定是原来2倍
B. 的带电量一定是原来2倍
C. 、带电量之和一定是原来4倍
D. 、带电量之积一定是原来4倍
【答案】D
【详解】根据库仑定律,其中为静电力常量,和分别为电荷量,为两点电荷间的距离。初始时,距离为 ,库仑力为,有改变后,距离变为,库仑力仍为,设改变后的电荷量分别为和,则联立可得因此,改变后两点电荷的带电量之积一定是原来的4倍。故选D。
3.(2025-2026高二上·河南南阳·期中)如图所示,A、B两个带电小球分别用绝缘细线悬于水平天花板上,两球静止时在同一水平线上,其中悬线a与水平方向的夹角较小,不计小球的大小,下列说法正确的是( )
A. 悬线a上拉力小于悬线b上拉力
B. 小球A的带电量小于B的带电量
C. A球受到的库仑力大于B球受到的库仑力
D. A球的质量大于B球的质量
【答案】A
【详解】BC.两球所受库仑力等大反向,两球带电荷量大小无法确定,故BC错误;A.设悬线a上拉力大小为,与水平方向夹角为α,悬线b上拉力大小为,与水平方向的夹角为θ,由题可知,,根据平衡条件有可得,故A正确;D.在竖直方向上,因为,所以,故D错误。故选A。
4.(2025-2026高二上·河南省郑州市八校联盟-11月·期中)如图所示,把质量为的带电小球A用丝线吊起,将带电荷量为的小球B靠近它,当两小球在同一高度且相距时,丝线与竖直方向的夹角为,静电力常量,,求:
(1)小球B受到的库仑力的大小;
(2)小球A的电荷量。
(1)2N (2)
5.(2025-2026高二上·河南郑州·期中)如图所示,球心为、半径为的光滑绝缘半球形容器固定在水平面上,A、B两个完全相同的金属球带有同种电荷,两金属球的质量均为,A球带电量为B球带电量的4倍,将A球固定在容器最低点,B球在容器内壁某处处于静止状态,且与圆心的连线与竖直方向的夹角为,两球均可视为质点,重力加速度为,静电力常量为,求:
(1)容器内壁对B球的支持力大小;
(2)B球的带电量;
(3)将B球与A球接触一下后再放回原处并由静止释放,释放一瞬间,小球B的加速度大小。
【答案】(1) (2) (3)
【讲解】(1) 对小球B研究,根据力的平衡可知容器内壁对小球B的支持力解得
(2) 设B球带电量为,对小球B研究,根据力的平衡可知 解得
(3) 两球接触后,两球各自的带电量B球放回原处并由静止释放,释放的一瞬间,根据牛顿第二定律可知 解得
考点3 电场 电场强度
1.(2025-2026高二上·河南省郑州市八校联盟-11月·期中)关于对电场的概念以及公式的理解,下列说法正确的是( )
A. 电场强度公式可知,距q相同距离点的电场强度相同
B. 电场强度公式可知,若试探电荷的电荷量加倍,则该点的电场强度减半
C. 电场强度公式适合于任何电场的电场强度计算
D. 由电势定义式不能得出电场中某点的电势与该点的电荷量q成反比
【答案】D
【详解】A.电场强度公式可知,距q相同距离点的电场强度大小相等,但方向不同,故A错误;B.电场强度公式是定义式,电场强度只由电场自身决定,与试探电荷的电荷量无关,故B错误;C.电场强度公式只适合于匀强电场的电场强度计算,故C错误;D.为电势的定义式,电势只由电场自身决定,与试探电荷的电荷量无关,所以由电势定义式不能得出电场中某点的电势与该点的电荷量q成反比,故D正确。故选D。
2.(2025-2026高二上·河南南省周口太康县第一高级中学·期中)(多选)关于电场和磁场的概念,以下说法正确的是( )
A. 电荷放入电场中某区域内的任意位置,电荷受到的电场力都相同,则该区域内的电场一定是匀强电场
B. 放入电场中某位置的电荷受到的电场力不为零,则该位置的电场强度一定不为零
C. 一小段长为L的通有电流I的导体,在磁场中受到的安培力为F,则该磁场的磁感应强度B一定为
D. 一小段通电导体在磁场中某位置受到的安培力为零,则该位置的磁感应强度一定为零
【答案】AB
【详解】A.电荷放入电场中某区域内的任意位置,电荷受到的电场力都相同,则该区域内的电场一定是匀强电场,故A正确;B.根据可知,放入电场中某位置的电荷受到的电场力不为零,则该位置的电场强度一定不为零,故B正确;C.一小段长为L的通有电流I的导体,在磁场中如果受到的最大的安培力为F,则该磁场的磁感应强度B一定为,故C错误;D.因导线平行磁场方向放置时,所受的安培力为零,则当一小段通电导体在磁场中某位置受到的安培力为零,则该位置的磁感应强度不一定为零,故D错误。故选AB。【点睛】此题考查了学生对电场强度以及磁感应强度的理解;要知道电场强度和磁感应强度,都是采用比值定义法;电场力为零时,电场强度一定为零;而安培力为零时,磁感应强度不一定为零;基础题.
3.(2025-2026高二上·河南南省周口太康县第一高级中学·期中)有一电场的电场线如图所示,场中A、B两点电场强度的大小和电势分别用EA、EB和φA、φB表示,则( )
A. ,φA>φB
B. ,φA<φB
C. ,φA>φB
D. ,φA<φB
【答案】D
【详解】根据电场线的疏密程度表示电场强度的大小,得根据沿着电场线方向电势降低,得故选D。
4.(2025-2026高二上·河南南省南阳方城县第一高级中学·期中)下面是某同学对一些概念及公式的理解,其中正确的是( )
A. 人们把电子叫做元电荷
B. 根据磁感应强度的定义式可知,若长度为1m的直导体棒中通过1A的电流,放在匀强磁场中受到的安培力为1N,就说明磁感应强度一定是1T
C. 根据电场强度的定义式可知,电场中某点的电场强度与试探电荷所受的库仑力成正比
D. 根据电势差的定义式可知,带电荷量为1C的负电荷,从a点移动到b点的过程中克服电场力做功为1J,则a、b两点间的电势差
【答案】D
【详解】A.元电荷是最小的电荷量,故A错误;B.磁感应强度的定义式的适用条件是导线与匀强磁场垂直,即只有当磁场与导线垂直时,磁感应强度才是1T。B错误;C.电场强度的定义式为比值法定义,电场强度与试探电荷无关。C错误;D.根据电势差的定义式可知,带电荷量为1C的负电荷,从a点移动到b点的过程中克服电场力做功为1J,则a、b两点间的电势差D正确。故选D。
5.(2025-2026高二上·河南重点高中·期中)如图所示,带正电的金属小球放在一无限大的金属板附近,它们之间的电场线分布如图所示,A、B是电场中的两点。下列说法错误的是( )
A. A点电场强度大于B点电场强度
B. 金属板表面的电场强度方向相同
C. 带负电的粒子在A点的电势能小于在B点的电势能
D. 在电场中A点由静止释放的质子能沿着电场线运动到B点
【答案】D
【详解】A.电场线疏密表示电场的强弱,A点电场强度大于B点,A项正确;B.金属板表面电场与金属板垂直,金属板是一个等势体,B项正确;C.A点电势高于B点,粒子带负电,所以在A点的电势能小于在B点的电势能,C项正确;D.因AB之间的电场线为曲线,根据物体做曲线运动的条件可知,在电场中由A点静止释放的质子不可能沿电场线运动到B点,D项错误。本题选错误的,故选D。
6.(2025-2026高二上·河南郑州·期中)(多选)如图所示为某静电场的电场线,一个带负电的粒子仅在电场力作用下从点运动到点,则下列判断正确的是( )
A. 粒子运动的轨迹可能是虚线1
B. 粒子运动的轨迹可能是虚线2
C. 粒子在点的速度比在点速度小
D. 粒子在点的加速度比在点加速度大
【答案】BD
【详解】AB.粒子带负电,负电荷所受电场力方向与电场的方向相反,粒子在电场力作用下做曲线运动电场力应指向运动轨迹凹的一侧,因此轨迹可能为,故A错误,B正确;C.从到电场力与速度的方向夹角大于,粒子速度在减小,因此点速度大于点速度,故C错误;D.点电场强度大于点电场强度,因此粒子在点加速度比在点加速度大,故D正确。故选BD。
7.(2025-2026高二上·河南实验中学·期中)熔喷布是一种过滤材料,广泛应用于医疗、卫生、环保等领域。熔喷布经过静电驻极处理后,其纤维表面形成持久的静电场,可以持续吸附空气中的微小颗粒,提高过滤效率。静电驻极处理装置中针状电极与平板电极间形成的电场如图所示,为的中点,连线平行于平板电极,下列说法正确的是( )
A. 点电场强度比点的小
B. 、两点在同一等势面上
C. 、两点间电势差等于、两点间电势差
D. 带电颗粒由点运动到点的过程中电场力做功一定比由点运动到点电场力做功多
【答案】D
【详解】A.由题图知,a点电场线比c点更密集,因此a点电场强度比c点的大,A错误; B.由图可知,bd连线垂直于b点所在的电场线,并不垂直于d点的电场线,由于电场线和等势面是垂直的,因此b、d两点不在同一等势面上,故B错误;CD.由于b为ac的中点,且a、b两点间的平均场强大于b、c两点间的平均场强,由知,a、b两点间电势差大于b、c两点间电势差;根据可知,带电颗粒由点运动到点的过程中电场力做功一定比由点运动到点电场力做功多,故C错误,D正确。故选D。
8.(2025-2026高二上·河南南阳·期中)如图所示的实线为某静电场的电场线,虚线是仅在电场力作用下某带正电粒子的运动轨迹,A、B、C、D是电场线上的点,其中A、D两点在粒子的轨迹上,下列说法正确的是( )
A. 该电场可能是某一负点电荷产生的
B. C点电势大于B点电势
C. 该粒子从D点运动到A点电场力做负功
D. 将该粒子在C点由静止释放,它可能一直沿电场线运动
【答案】B
【详解】A.负点电荷产生的电场线都是直线,则该电场不可能是某一负点电荷产生的,A错误;B.根据带正电的粒子的运动轨迹可知,粒子受电场力大致向下,可知电场线大致向下,沿电场线电势逐渐降低,可知C点电势大于B点电势,B正确;C.该粒子从D点运动到A点电场力与运动方向夹角为锐角,则电场力做正功,C错误;D.因电场线是曲线,则将该粒子在C点由静止释放,它不可能一直沿电场线运动,D错误。故选B。
9.(2025-2026高二上·河南南省南阳方城县第一高级中学·期中)如图所示,在点电荷产生的电场中,实线MN是一条方向未标出的电场线,虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹,设电子在A、B两点的加速度大小分别为,,电势能分别为、。下列说法正确的是( )
A. 电子一定从A向运动
B. 若,则靠近端且为正电荷
C. 无论为正电荷还是负电荷一定有
D. 点电势可能高于A点电势
【答案】B
【详解】A.图中给出的是电子只在静电力作用下的运动轨迹,能够确定电子做曲线运动,不能够确定电子是从A向运动,还是从向A运动,故A错误;B.合力方向指向轨迹内侧,由于合力等于静电力,则静电力方向指向轨迹内侧,由于电子带负电,可知,电场方向指向轨迹外侧,若,表明A处电场强度大于B处,根据点电荷电场分布规律可知,靠近端且为正电荷,故B正确;C.结合上述可知,若电子从A向运动,电场力做负功,电势能增大,即有若电子从向A运动,电场力做正功,电势能减小,即有故C错误;D.结合上述可知,电场强度方向整体向右,沿电场方向电势降低,可知,点电势始终低于A点电势,故D错误。故选B。
10.(2025-2026高二上·河南商丘·期中)(多选)两个相同的负点电荷和一个正点电荷附近的电场线分布如图所示,电场中有a、b、c、d四个点,c是两负电荷连线的中点,b点在正电荷的正上方,b、c点到正电荷的距离相等,则( )
A. a点的电势比d点的高
B. a点的电场强度比d点的强
C. c点的电势比b点的高
D. c点的电场强度比b点的强
【答案】AD
【详解】A.电场线从正电荷到负电荷,沿着电场线电势降低,所以a点的电势比d点的高,故A正确; B.由图看出,a点处电场线比d点处电场线稀疏,则a点的场强小于d点的场强,故B错误;C.电场线从正电荷到负电荷,沿着电场线电势降低,所以c点的电势比b点的低,故C错误;D.由图看出,c点处电场线比b点处电场线密,则c点的场强大于b点的场强,故D正确。故选AD。
考点4 静电的防止与利用
1.(2025-2026高二上·河南开封五·期中)下列有关静电的防止与利用的说法正确的是( )
A. 图甲中,因静电感应导体棒A带正电荷,B带负电荷
B. 图乙中,处于静电平衡状态的导体腔,左侧A点的电势高于右侧B点的电势
C. 图丙中,燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电现象
D. 图丁中,电力工作人员在高压电线上带电作业时穿着的屏蔽服是用绝缘材料制作的
【答案】C
【详解】A.图甲中,根据静电感应原理可知,导体棒A因静电感应带负电,B带正电,故A错误;B.图乙中,处于静电平衡状态的导体腔是等势体,各点电势均相等,故B错误;C.图丙中,燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电现象,故C正确;D.图丁中,屏蔽服使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等电位屏蔽面,从而防护人体免受高压电场及电磁波的危害,因而屏蔽服是用导电金属材料与纺织纤维混纺交织成布后做成的,故D错误。故选C。
2.(2025-2026高二上·河南重点高中·期中)将用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近验电器的金属球后,金属箔片张开。金属箔片的起电方式及所带电荷为( )
A. 接触起电 负电
B. 接触起电 正电
C. 感应起电 负电
D. 感应起电 正电
【答案】C
【详解】用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,靠近验电器的金属球时,金属球感应出正电荷,金属箔片感应出负电荷,该过程为感应起电,故选C。
3.(2025-2026高二上·河南·期中)如图所示,在超高压带电作业中,电工所穿的高压工作服内有编织的铜丝,静电屏蔽可使衣服内的电场强度为0,下列说法正确的是( )
A. 工作服的电势比人的电势高
B. 工作服的电势比人的电势低
C. 工作服的电势和人的电势相等
D. 人的电势始终为零
【答案】C
【详解】电工穿的工作服含铜丝,能起到静电屏蔽的作用,使衣服内合电场强度为零,工作服的电势和人的电势相等,但并不一定为0。故选C。
4.(2025-2026高二上·河南郑州·期中)如图所示,一个空腔金属导体静置在匀强电场中处于静电平衡,、是空腔内的两点,关于感应电荷在、两点的场强,下列说法正确的是
A. 大小相等、方向不同
B. 大小不等、方向相同
C. 大小相等、方向相同
D. 大小不等、方向不同
【答案】C
【详解】一个空腔金属导体静置在匀强电场中处于静电平衡时,其空腔内部的合场强为零,故感应电荷在、两点的场强与匀强电场等大反向,则感应电荷在、两点的场强大小相等、方向相同。故选C。
5.(2025-2026高二上·河南南省周口太康县第一高级中学·期中)处于静电平衡的导体,其内部场强处处为零的原因是( )
A. 外电场不能进入导体内部
B. 所有感应电荷在导体内部产生的合场强为零
C. 外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的结果为零
D. 以上解释都不正确
【答案】C
【详解】导体在电荷q的电场中处于静电平衡状态时,在导体内部任意一点,感应电荷产生的附加电场的场强与电荷q产生的场强与大小相等,方向相反,此时导体的内部场强处处为0,电荷只分布在导体的外表面,且整个导体是一个等势体,故C项正确,ABD错;故选C
6.(2025-2026高二上·河南商丘·期中)如图所示,夏季雨天行驶的家庭汽车遭遇雷击闪电时,下列说法正确的是( )
A. 闪电电流会通过车内人员,人员有生命危险
B. 汽车的内外表面由于静电感应而带上异种电荷
C. 汽车是个空腔导体,对车内人员有静电屏蔽作用
D. 汽车处于高压电场中,由于静电感应内部的电场强度会增大
【答案】C
【详解】A.汽车是一个金属外壳,相当于一个空腔导体,当闪电击中汽车时,强大的电流会沿着导电性良好的金属外壳流向地面,而不会通过车内的人员,因此,车内人员是相对安全的,故A错误;B.汽车处于闪电产生的强电场中,由于静电感应,电荷会在汽车的外表面重新分布,但对于一个没有内部带电体的空腔导体,其内表面不会感应出电荷,因此,只有外表面带电,内外表面不会带上异种电荷,故B错误;C.汽车的金属外壳是一个空腔导体,当处于外部电场中时,由于静电感应,导体内部的电场强度为零,这起到了静电屏蔽的作用,可以保护车内的人员和设备不受外部强电场的影响,故C正确;D.汽车处于高压电场中,由于静电感应,导体内部的自由电荷会重新分布,产生一个与外部电场方向相反的感应电场,在导体内部,感应电场与外部电场叠加后的合电场强度为零,而不是增大,故D错误。故选C。
考点5 电场强度矢量叠加的几种特殊方法
1.(2025-2026高二上·河南濮阳第一高中学-11月·期中)如图所示,真空中存在正方体区域,在顶点、处各固定一电荷量为Q的正点电荷,在C、D处各固定一电荷量绝对值为Q的负点电荷,已知正方体的棱长为L,取无穷远处电势为零,静电力常量为k。则下列说法正确的是( )
A. 正方体中心处的电势大于零
B. 正方体中心处电场的电场强度为零
C. 从,沿直线移动一正的试探电荷,电场力做先正功后做负功
D. B点的电场强度大小为
【答案】D
【详解】A.正方体的中心是等量正、负点电荷连线的中点,电势为零,故A错误;B.由电场的叠加原理可知,正方体的中心处电场的电场强度大小不为0,故B错误;C.根据等量正、负点电荷的分布知,为0势能面,故从,沿直线移动正电荷,电场力不做功,故C错误;D.、两点的点电荷在B点竖直方向的分电场强度大小为沿AB方向的分电场与D点处的点电荷在B产生的沿BA方向的分电场抵消,则B点电场的电场强度大小为故D正确。故选D。
2.(2025-2026高二上·河南濮阳-11月·期中)(多选)如图1所示,轴上和处分别固定两个点电荷M、N,二者在周围形成的电场强度随轴变化的部分图像如图2所示,图像刚好过点(4m,0),轴正方向为场强正方向,下列说法正确的是( )
A. M、N分别带正电和负电
B. M、N分别带负电和正电
C. M、N电荷量绝对值之比为9:1
D. M、N电荷量绝对值之比为4:1
【答案】BC
【详解】AB.若两个都带负电,则在它们右侧的分场强向左,合场强也向左,不符合;若两个都带正电,则在它们右侧的分场强向右,合场强也向右,不符合;的右侧附近的合场强主要由处电荷决定,而N右侧附近场强向右,故N带正电,M带负电,故A错误,B正确;CD.处合场强为0,,,,故D错误,C正确。故选BC。
3.(2025-2026高二上·河南濮阳-11月·期中)(多选)如图所示,A、B、C均为固定的带电荷量为Q的正点电荷,A、B相距,C位于AB连线中点,质量为m、带电荷量大小为q的点电荷D绕点电荷C在AB连线中垂面内做半径为r的匀速圆周运动。不计重力,静电力常量为k,则( )
A. 点电荷D带正电
B. 点电荷D做圆周运动的周期为
C. 点电荷D运动过程中产生的等效电流大小为
D. 点电荷D运动过程中,A、B均对其不做功
【答案】BD
【详解】A.对点电荷D受力分析可知,A、B、C均为正电荷,要使点电荷D绕点电荷C做匀速圆周运动,D受到合力的方向应指向圆心,因此点电荷D应带负电,故A错误;B.如图所示 由几何知识可得,根据库仑定律可得,点电荷D受到的合力结合牛顿第二定律可得联立解得点电荷D匀速圆周运动的周期为,故B正确;C.点电荷D运动过程中产生的等效电流的大小为,故C错误;D.根据电势的叠加可知,点电荷D做匀速圆周运动的圆周恰好位于同一等势面上,因此A、B点电荷对D均不做功,故D正确。故选BD。
4.(2025-2026高二上·河南省郑州市八校联盟-11月·期中)(多选)如图所示,A、B、C、D是边长为l的正方形的四个顶点,在A点和C点放有电荷量均为q的正点电荷,在B点放一个未知点电荷q′后,D点的电场强度恰好等于0。下列说法正确的是( )
A. q′是正电荷,电荷量
B. q′是负电荷,电荷量
C. 将q′沿BD连线从B点移到D点的过程中,静电力一直不做功
D. 将q′沿BD连线从B点移到D点的过程中,其电势能先变小后变大
【答案】BD
【详解】AB.A点的点电荷在D点产生的电场的电场强度方向沿AD方向,C点的点电荷在D点产生的电场的电场强度方向沿CD方向,所以D点的合电场强度方向沿BD方向,故B点的未知点电荷在D点产生的电场的电场强度方向沿DB方向,则B点的未知点电荷带负电,且所以故A错误,B正确;CD.根据等量正电荷电场的分布情况可知,将q′沿BD连线从B点移到D点的过程中,电场力先做正功后做负功,则其电势能先减少后增加,故C错误,D正确。故选BD。
5.(2025-2026高二上·河南实验中学·期中)硒鼓是激光打印机的核心部件,主要由感光鼓、充电辊、显影装置、粉舱和清洁装置构成,工作中充电辊表面的导电橡胶给感光鼓表面均匀的布上一层负电荷。我们可以用下面的模型模拟上述过程:电荷量均为的点电荷,对称均匀地分布在半径为的圆周上,若某时刻圆周上点的一个点电荷的电量突变成,已知静电力常量为,则圆心点处的电场强度为( )
A. ,方向沿半径指向点
B. ,方向沿半径背离点
C. ,方向沿半径指向点
D. ,方向沿半径背离点
【答案】D
【详解】P点的点电荷的电量未突变时,根据对称性,可得此时O点的电场强度为0,当P点的电荷电量突变成,可由和两个电荷等效替代,故O点电场可以看作均匀带电圆环和产生的两个电场的叠加,故O点的电场强度为电场方向为在O点的电场方向,即沿半径背离点,故选D。
6.(2025-2026高二上·河南郑州郑州外国语学校-11月·期中)等腰直角三角形ABC三个顶点上分别固定有三个点电荷+q、-q、+q。D、E、F分别为AB、BC、AC的中点。规定无穷远处电势为0,下列选项正确的是( )
A. D点的电场强度大于F点的电场强度
B. 负试探电荷在F点的电势能大于0
C. 在三角形ABC内部存在场强为0的点
D. 正试探电荷在D点的电势能大于其在F点的电势能
【答案】A
【详解】A.由于F为AC两个等量同种电荷的中点,故AC两电荷在F点的场强叠加为0,即F点的合场强等于B点电荷在该处产生的场强;AB两点电荷在D处产生的场强同向,C点电荷在D处产生的场强指向D,由场强叠加可知D处产生的场强大于F处场强,故A正确;B.AC两点的正电荷在F点的电势之和为正,B处的负电荷在F点的电势为负,因为B距离F较远,可知F点电势叠加后为正,则负试探电荷在F点的电势能小于0,故B错误;C.在三角形内部任取一点,其电场强度如图所示 由图可知,合电场强度都是指向右侧的,合场强不可能为0,故C错误;D.由C的分析可知,若将正试探电荷从F点移到D点,电场力做正功,电势能减小,可知在D点的电势能小于其在F点的电势能,故D错误。故选A。
7.(2025-2026高二上·河南南省南阳方城县第一高级中学·期中)如图,A、B、C、D是正方形的四个顶点,在A点和C点放有电荷量都为q的正电荷,在B点放了某个未知电荷后,恰好D的电场强度等于0。则放在B点的电荷电性和电荷量为( )
A. 负电荷 电荷量为
B. 负电荷 电荷量为
C. 正电荷 电荷量为
D. 正电荷 电荷量为
【答案】B
【详解】设正方向边长l,A、C点的电荷在D点的场强均为则A、C点的电荷在D点的合场强为因为D点的电场强度恰好等于零,则B点的点电荷在D点的场强与A、C点的电荷在D点的合场强等大反向,因此B点的点电荷带负电,且B点的点电荷在D的电场强度大小是解得故选B。
8.(2025-2026高二上·河南南阳南阳六校-10月·期中)如图所示,正方形ABCD的边长为L,O点为中心,M、N分别是AD、BC的中点。将四个点电荷分别放置在A、B、C、D四个点,电荷量分别为+q、-2q、+2q、-q,规定无限远处电势为0,已知静电力常量为,下列说法正确的是( )
A. O点的电场强度大小为
B. MN是一条等势线
C. O点的电势不为0
D. A、B连线上的电场强度方向总沿着AB方向
【答案】B
【详解】A.O点场强等效成一对带电量为q的等量异种点电荷的电场叠加,根据点电荷计算公式,O点场强为,故A错误;B.MN为两对等量异种点电荷(A与D、B与C)连线的中垂线,所以MN为等势线,故B正确;C.由B选项可知,O点在MON等势线上,即O点的电势为零,故C错误;D.A、B两点电荷形成的电场在A、B连线上的电场强度方向沿AB方向,但C、D两点电荷形成的电场在A、B连线上的电场强度方向不总是沿着AB方向,所以A、B连线上的电场强度方向不总是沿着AB方向,故D错误。故选B。
9.(2025-2026高二上·河南洛阳六校·期中)AB是半径为R的圆周的直径,O点为圆周的圆心,C为圆周上的另一点,,在ABC三点分别固定电荷量为、、的点电荷。已知静电力常量为,则圆心O的电场强度大小为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】A处电荷在O点产生的电场强度大小为,方向由O到A;B处电荷在O点产生的电场强度大小为,方向由O到A;C处电荷在O点产生的电场强度大小为,方向由C到O;在O点建立xOy坐标系,如图所示 则有所以O点的电场强度大小为故选B。
10.(2025-2026高二上·河南濮阳-11月·期中)如图所示,水平面上有正三角形ABC区域,顶点A、B、C处分别放置电荷量为、、的点电荷,P、Q、M分别为AB、AC、BC的中点,O为正三角形的中心。已知正三角形的边长为L,静电力常量为k,下列说法正确的是( )
A. O点的电场强度大小为
B. O点电势高于P点
C. 将C点的点电荷移到P点,静电力做负功
D. 将B点的点电荷移到Q点,该点电荷的电势能增加
【答案】B
【详解】A.已知正三角形的边长为L,由几何关系知、、长度均为,则三个场源电荷在处的电场强度大小均为方向如下图所示,则根据电场强度叠加法则可得点的电场强度,故A错误 B.、两点处的点电荷在线上的电场强度矢量和的方向垂直于斜向左下。为等势面,点电势等于点电势,、两点处的点电荷在点的电场强度矢量和的方向为由指向(等量异种点电荷形成的电场)。而处点电荷在线上的电场强度方向从点指向点,沿电场线方向电势逐渐降低,故点电势高于点电势。而电势是标量,两次叠加后,点电势高于点电势,故B正确;C.由上述分析可知,、两点处的点电荷在线上的电场强度矢量和的方向垂直于斜向左下。为等势面,故将点的点电荷移动到点,静电力不做功,故C错误;D.、两点处的点电荷在线上的电场强度矢量和的方向从点指向点(等量同种正电荷形成的电场)。沿电场线方向电势逐渐降低,故点电势高于点电势,放在点的负电荷,从点移动到点,由可知,将点的点电荷移动到点,该点电荷的电势能减小,故D错误。故选B。
试卷第1页,共3页
/
学科网(北京)股份有限公司
$
专题01 静电场及其应用
5大高频考点
1. 电荷
2. 库仑定律
3. 电场 电场强度
4. 静电的防止与利用
5. 电场强度矢量叠加的几种特殊方法
考点1 电荷
1.(2025-2026高二上·河南南省周口太康县第一高级中学·期中)把一个带正电的金属小球A跟同样的不带电的金属球B接触后,两球带等量的正电荷,这是因为( )
A. B球的负电荷移到A球上
B. A球的正电荷移到B球上
C. B球的正电荷移到A球上
D. A球的负电荷移到B球上
2.(2025-2026高二上·河南实验中学·期中)在物理学的发展历程中,对于电荷的研究至关重要。从早期对静电现象的观察,到后来对电荷本质的深入探索,科学家们付出了巨大的努力。下列关于电荷的说法正确的是( )
A. 元电荷就是质子
B. 库仑首先区分了正电荷和负电荷
C. 某带电体的电荷量可能为
D. 电荷量是可以连续变化的
3.(2025-2026高二上·河南郑州郑州外国语学校-11月·期中)关于各图中包含的物理知识,下列说法正确的是( )
A. 图甲,橡胶棒与毛皮摩擦后,毛皮所带电荷量是元电荷的整数倍
B. 图乙,导体A端带正电,B端带负电
C. 图丙,A、B两点与中心电荷的距离相等,故A、B两点的电场强度相同
D. 图丁,利用库仑扭秤实验装置探究带电小球间库仑力大小相关因素时需要测出小球电荷量
考点2 库仑定律
1.(2025-2026高二上·河南开封五·期中)“电”的概念古来有之,但对电的研究到了16世纪才随着现代科学的发展而开始.在静电学的发展史中,法国物理学家库仑的功劳首屈一指,他让电学成为一门现代科学.关于比荷、元电荷、点电荷、库仑定律,下列说法正确的是( )
A. 带电性质不同的质子和电子所带电荷量相等,它们的比荷也相等
B. 元电荷是自然界中最小的电荷量,元电荷可以是质子也可以是电子
C. 体积小的带电小球在任何情况下都可以看成点电荷
D. 库仑定律是一条实验定律,两电荷之间的库仑力大小总是相等的
2.(2025-2026高二上·河南郑州·期中)真空中、两个点电荷,相距为时,它们之间的库仑力为,改变两点电荷间的距离为,并改变两点电荷的电量,使两点电荷间的库仑力仍为,则关于改变后两点电荷的带电量。下列说法正确的是( )
A. 的带电量一定是原来2倍
B. 的带电量一定是原来2倍
C. 、带电量之和一定是原来4倍
D. 、带电量之积一定是原来4倍
3.(2025-2026高二上·河南南阳·期中)如图所示,A、B两个带电小球分别用绝缘细线悬于水平天花板上,两球静止时在同一水平线上,其中悬线a与水平方向的夹角较小,不计小球的大小,下列说法正确的是( )
A. 悬线a上拉力小于悬线b上拉力
B. 小球A的带电量小于B的带电量
C. A球受到的库仑力大于B球受到的库仑力
D. A球的质量大于B球的质量
4.(2025-2026高二上·河南省郑州市八校联盟-11月·期中)如图所示,把质量为的带电小球A用丝线吊起,将带电荷量为的小球B靠近它,当两小球在同一高度且相距时,丝线与竖直方向的夹角为,静电力常量,,求:
(1)小球B受到的库仑力的大小;
(2)小球A的电荷量。
5.(2025-2026高二上·河南郑州·期中)如图所示,球心为、半径为的光滑绝缘半球形容器固定在水平面上,A、B两个完全相同的金属球带有同种电荷,两金属球的质量均为,A球带电量为B球带电量的4倍,将A球固定在容器最低点,B球在容器内壁某处处于静止状态,且与圆心的连线与竖直方向的夹角为,两球均可视为质点,重力加速度为,静电力常量为,求:
(1)容器内壁对B球的支持力大小;
(2)B球的带电量;
(3)将B球与A球接触一下后再放回原处并由静止释放,释放一瞬间,小球B的加速度大小。
考点3 电场 电场强度
1.(2025-2026高二上·河南省郑州市八校联盟-11月·期中)关于对电场的概念以及公式的理解,下列说法正确的是( )
A. 电场强度公式可知,距q相同距离点的电场强度相同
B. 电场强度公式可知,若试探电荷的电荷量加倍,则该点的电场强度减半
C. 电场强度公式适合于任何电场的电场强度计算
D. 由电势定义式不能得出电场中某点的电势与该点的电荷量q成反比
2.(2025-2026高二上·河南南省周口太康县第一高级中学·期中)(多选)关于电场和磁场的概念,以下说法正确的是( )
A. 电荷放入电场中某区域内的任意位置,电荷受到的电场力都相同,则该区域内的电场一定是匀强电场
B. 放入电场中某位置的电荷受到的电场力不为零,则该位置的电场强度一定不为零
C. 一小段长为L的通有电流I的导体,在磁场中受到的安培力为F,则该磁场的磁感应强度B一定为
D. 一小段通电导体在磁场中某位置受到的安培力为零,则该位置的磁感应强度一定为零
3.(2025-2026高二上·河南南省周口太康县第一高级中学·期中)有一电场的电场线如图所示,场中A、B两点电场强度的大小和电势分别用EA、EB和φA、φB表示,则( )
A. ,φA>φB
B. ,φA<φB
C. ,φA>φB
D. ,φA<φB
4.(2025-2026高二上·河南南省南阳方城县第一高级中学·期中)下面是某同学对一些概念及公式的理解,其中正确的是( )
A. 人们把电子叫做元电荷
B. 根据磁感应强度的定义式可知,若长度为1m的直导体棒中通过1A的电流,放在匀强磁场中受到的安培力为1N,就说明磁感应强度一定是1T
C. 根据电场强度的定义式可知,电场中某点的电场强度与试探电荷所受的库仑力成正比
D. 根据电势差的定义式可知,带电荷量为1C的负电荷,从a点移动到b点的过程中克服电场力做功为1J,则a、b两点间的电势差
5.(2025-2026高二上·河南重点高中·期中)如图所示,带正电的金属小球放在一无限大的金属板附近,它们之间的电场线分布如图所示,A、B是电场中的两点。下列说法错误的是( )
A. A点电场强度大于B点电场强度
B. 金属板表面的电场强度方向相同
C. 带负电的粒子在A点的电势能小于在B点的电势能
D. 在电场中A点由静止释放的质子能沿着电场线运动到B点
6.(2025-2026高二上·河南郑州·期中)(多选)如图所示为某静电场的电场线,一个带负电的粒子仅在电场力作用下从点运动到点,则下列判断正确的是( )
A. 粒子运动的轨迹可能是虚线1
B. 粒子运动的轨迹可能是虚线2
C. 粒子在点的速度比在点速度小
D. 粒子在点的加速度比在点加速度大
7.(2025-2026高二上·河南实验中学·期中)熔喷布是一种过滤材料,广泛应用于医疗、卫生、环保等领域。熔喷布经过静电驻极处理后,其纤维表面形成持久的静电场,可以持续吸附空气中的微小颗粒,提高过滤效率。静电驻极处理装置中针状电极与平板电极间形成的电场如图所示,为的中点,连线平行于平板电极,下列说法正确的是( )
A. 点电场强度比点的小
B. 、两点在同一等势面上
C. 、两点间电势差等于、两点间电势差
D. 带电颗粒由点运动到点的过程中电场力做功一定比由点运动到点电场力做功多
8.(2025-2026高二上·河南南阳·期中)如图所示的实线为某静电场的电场线,虚线是仅在电场力作用下某带正电粒子的运动轨迹,A、B、C、D是电场线上的点,其中A、D两点在粒子的轨迹上,下列说法正确的是( )
A. 该电场可能是某一负点电荷产生的
B. C点电势大于B点电势
C. 该粒子从D点运动到A点电场力做负功
D. 将该粒子在C点由静止释放,它可能一直沿电场线运动
9.(2025-2026高二上·河南南省南阳方城县第一高级中学·期中)如图所示,在点电荷产生的电场中,实线MN是一条方向未标出的电场线,虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹,设电子在A、B两点的加速度大小分别为,,电势能分别为、。下列说法正确的是( )
A. 电子一定从A向运动
B. 若,则靠近端且为正电荷
C. 无论为正电荷还是负电荷一定有
D. 点电势可能高于A点电势
10.(2025-2026高二上·河南商丘·期中)(多选)两个相同的负点电荷和一个正点电荷附近的电场线分布如图所示,电场中有a、b、c、d四个点,c是两负电荷连线的中点,b点在正电荷的正上方,b、c点到正电荷的距离相等,则( )
A. a点的电势比d点的高
B. a点的电场强度比d点的强
C. c点的电势比b点的高
D. c点的电场强度比b点的强
考点4 静电的防止与利用
1.(2025-2026高二上·河南开封五·期中)下列有关静电的防止与利用的说法正确的是( )
A. 图甲中,因静电感应导体棒A带正电荷,B带负电荷
B. 图乙中,处于静电平衡状态的导体腔,左侧A点的电势高于右侧B点的电势
C. 图丙中,燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电现象
D. 图丁中,电力工作人员在高压电线上带电作业时穿着的屏蔽服是用绝缘材料制作的
2.(2025-2026高二上·河南重点高中·期中)将用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近验电器的金属球后,金属箔片张开。金属箔片的起电方式及所带电荷为( )
A. 接触起电 负电
B. 接触起电 正电
C. 感应起电 负电
D. 感应起电 正电
3.(2025-2026高二上·河南·期中)如图所示,在超高压带电作业中,电工所穿的高压工作服内有编织的铜丝,静电屏蔽可使衣服内的电场强度为0,下列说法正确的是( )
A. 工作服的电势比人的电势高
B. 工作服的电势比人的电势低
C. 工作服的电势和人的电势相等
D. 人的电势始终为零
4.(2025-2026高二上·河南郑州·期中)如图所示,一个空腔金属导体静置在匀强电场中处于静电平衡,、是空腔内的两点,关于感应电荷在、两点的场强,下列说法正确的是
A. 大小相等、方向不同
B. 大小不等、方向相同
C. 大小相等、方向相同
D. 大小不等、方向不同
5.(2025-2026高二上·河南南省周口太康县第一高级中学·期中)处于静电平衡的导体,其内部场强处处为零的原因是( )
A. 外电场不能进入导体内部
B. 所有感应电荷在导体内部产生的合场强为零
C. 外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的结果为零
D. 以上解释都不正确
6.(2025-2026高二上·河南商丘·期中)如图所示,夏季雨天行驶的家庭汽车遭遇雷击闪电时,下列说法正确的是( )
A. 闪电电流会通过车内人员,人员有生命危险
B. 汽车的内外表面由于静电感应而带上异种电荷
C. 汽车是个空腔导体,对车内人员有静电屏蔽作用
D. 汽车处于高压电场中,由于静电感应内部的电场强度会增大
考点5 电场强度矢量叠加的几种特殊方法
1.(2025-2026高二上·河南濮阳第一高中学-11月·期中)如图所示,真空中存在正方体区域,在顶点、处各固定一电荷量为Q的正点电荷,在C、D处各固定一电荷量绝对值为Q的负点电荷,已知正方体的棱长为L,取无穷远处电势为零,静电力常量为k。则下列说法正确的是( )
A. 正方体中心处的电势大于零
B. 正方体中心处电场的电场强度为零
C. 从,沿直线移动一正的试探电荷,电场力做先正功后做负功
D. B点的电场强度大小为
2.(2025-2026高二上·河南濮阳-11月·期中)(多选)如图1所示,轴上和处分别固定两个点电荷M、N,二者在周围形成的电场强度随轴变化的部分图像如图2所示,图像刚好过点(4m,0),轴正方向为场强正方向,下列说法正确的是( )
A. M、N分别带正电和负电
B. M、N分别带负电和正电
C. M、N电荷量绝对值之比为9:1
D. M、N电荷量绝对值之比为4:1
3.(2025-2026高二上·河南濮阳-11月·期中)(多选)如图所示,A、B、C均为固定的带电荷量为Q的正点电荷,A、B相距,C位于AB连线中点,质量为m、带电荷量大小为q的点电荷D绕点电荷C在AB连线中垂面内做半径为r的匀速圆周运动。不计重力,静电力常量为k,则( )
A. 点电荷D带正电
B. 点电荷D做圆周运动的周期为
C. 点电荷D运动过程中产生的等效电流大小为
D. 点电荷D运动过程中,A、B均对其不做功
4.(2025-2026高二上·河南省郑州市八校联盟-11月·期中)(多选)如图所示,A、B、C、D是边长为l的正方形的四个顶点,在A点和C点放有电荷量均为q的正点电荷,在B点放一个未知点电荷q′后,D点的电场强度恰好等于0。下列说法正确的是( )
A. q′是正电荷,电荷量
B. q′是负电荷,电荷量
C. 将q′沿BD连线从B点移到D点的过程中,静电力一直不做功
D. 将q′沿BD连线从B点移到D点的过程中,其电势能先变小后变大
5.(2025-2026高二上·河南实验中学·期中)硒鼓是激光打印机的核心部件,主要由感光鼓、充电辊、显影装置、粉舱和清洁装置构成,工作中充电辊表面的导电橡胶给感光鼓表面均匀的布上一层负电荷。我们可以用下面的模型模拟上述过程:电荷量均为的点电荷,对称均匀地分布在半径为的圆周上,若某时刻圆周上点的一个点电荷的电量突变成,已知静电力常量为,则圆心点处的电场强度为( )
A. ,方向沿半径指向点
B. ,方向沿半径背离点
C. ,方向沿半径指向点
D. ,方向沿半径背离点
6.(2025-2026高二上·河南郑州郑州外国语学校-11月·期中)等腰直角三角形ABC三个顶点上分别固定有三个点电荷+q、-q、+q。D、E、F分别为AB、BC、AC的中点。规定无穷远处电势为0,下列选项正确的是( )
A. D点的电场强度大于F点的电场强度
B. 负试探电荷在F点的电势能大于0
C. 在三角形ABC内部存在场强为0的点
D. 正试探电荷在D点的电势能大于其在F点的电势能
7.(2025-2026高二上·河南南省南阳方城县第一高级中学·期中)如图,A、B、C、D是正方形的四个顶点,在A点和C点放有电荷量都为q的正电荷,在B点放了某个未知电荷后,恰好D的电场强度等于0。则放在B点的电荷电性和电荷量为( )
A. 负电荷 电荷量为
B. 负电荷 电荷量为
C. 正电荷 电荷量为
D. 正电荷 电荷量为
8.(2025-2026高二上·河南南阳南阳六校-10月·期中)如图所示,正方形ABCD的边长为L,O点为中心,M、N分别是AD、BC的中点。将四个点电荷分别放置在A、B、C、D四个点,电荷量分别为+q、-2q、+2q、-q,规定无限远处电势为0,已知静电力常量为,下列说法正确的是( )
A. O点的电场强度大小为
B. MN是一条等势线
C. O点的电势不为0
D. A、B连线上的电场强度方向总沿着AB方向
9.(2025-2026高二上·河南洛阳六校·期中)AB是半径为R的圆周的直径,O点为圆周的圆心,C为圆周上的另一点,,在ABC三点分别固定电荷量为、、的点电荷。已知静电力常量为,则圆心O的电场强度大小为( )
A.
B.
C.
D.
10.(2025-2026高二上·河南濮阳-11月·期中)如图所示,水平面上有正三角形ABC区域,顶点A、B、C处分别放置电荷量为、、的点电荷,P、Q、M分别为AB、AC、BC的中点,O为正三角形的中心。已知正三角形的边长为L,静电力常量为k,下列说法正确的是( )
A. O点的电场强度大小为
B. O点电势高于P点
C. 将C点的点电荷移到P点,静电力做负功
D. 将B点的点电荷移到Q点,该点电荷的电势能增加
试卷第1页,共3页
/
学科网(北京)股份有限公司
$学科网
》
考点1电荷
1.【答案】A
2.【答案】C
3.【答案】A
》
考点2库仑定律
1.【答案】D
2.【答案】D
3.【答案】A
5.【答案】(1)mg
》
考点3电场电场强度
1.【答案】D
2.【答案】AB
3.【答案】D
4.【答案】D
5.【答案】D
6.【答案】BD
www.zxxk.com
让教与学更高效
专题01静电场及其应用
(2)
8如
(3)99口
1/3
函学科网
www.zxxk com
让教与学更高效
7.【答案】D
8.【答案】B
9.【答案】B
10.【答案】AD
》
考点4静电的防止与利用
1.【答案】C
2.【答案】c
3.【答案】c
4.【答案】C
5.【答案】c
6.【答案】c
》
考点5电场强度矢量叠加的几种特殊方法
1.【答案】D
2.【答案】BC
3.【答案】BD
4.【答案】BD
5.【答案】D
2/3
函学科网
6.【答案】A
7.【答案】B
8.【答案】B
9.【答案】B
10.【答案】B
www.zxxk.com
让教与学更高效
3/3